Quantum Hall Effectとは何ですか？

Quantum Hall効果は、非常に低い温度で磁場内の電子の挙動を説明する物理学におけるよく受け入れられた理論です。効果の観察は、量子力学の理論全体を明確に実証しています。結果は非常に正確であるため、電気抵抗の測定の基準は、超伝導体で行われた作業も支える量子ホール効果を使用します。

1879年にエドウィンホールによって発見されたホール効果は、電気の電流が磁場に配置された導体を通過すると観察されます。電子電子は通常電子ですが、陽子である可能性がある電荷キャリアは、磁場の影響により導体の側面に散乱します。この現象は、高速道路を下っている間、強風のために横に押し出される一連の車が視覚化することができます。車は前方に駆り立ろうとするが、横向きに強制されているときに曲がった経路を取ります。

導体の側面間の電位差が発達します。電圧の差は非常に小さく、導体の組成の関数です。ホール効果に基づいて有用な機器を作成するには、信号の増幅が必要です。電位におけるこの不均衡は、磁場を測定するホールプローブの背後にある原則です。

半導体の人気により、物理学者はホイルのホール効果を非常に薄く調べることに興味を持ち、電荷キャリアは本質的に2次元の動きに制限されていました。彼らは、強い磁場と低温の下で導電性ホイルに電流を適用しました。電子が湾曲した連続経路で横に引っ張られるのを見る代わりに、電子は突然ジャンプしました。磁場強度が変化したため、特定のエネルギーレベルでの流れに対する抵抗に鋭いピークがありました。ピークの合間に、抵抗はゼロ近くの値に低下しました。uperconductors

物理学者はまた、抵抗のスパイクを引き起こすために必要なエネルギーレベルは、導体の組成の関数ではないことを認識しました。抵抗のピークは、互いの全文倍で発生しました。 これらのピークは非常に予測可能で一貫性があるため、量子ホール効果に基づく機器を使用して抵抗の標準を作成できます。このような基準は、電子機器をテストし、信頼できるパフォーマンスを確保するために不可欠です。

原子構造の量子理論は、エネルギーが亜原子レベルで離散的なパケット全体で利用可能であるという概念であり、1975年には量子ホール効果を予測していました。1980年、Klaus von Klitzingは、量子ホール効果が実際にエネルギーに存在することを意味することを意味するという発見のために物理学のノーベル賞を受けました。量子ホール効果は、物質の量子性を支持する別の議論になっています。